Colunas para cromatografia gasosa

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equipamentos de cromatografia gasosa

Cromatografia gasosa é um tipo de cromatografia bastante utilizada na química orgânica para separar compostos que podem ser vaporizados sem decomposição.

A cromatografia gasosa possui como fundamentação a separação de substâncias de uma amostra, desde que elas sejam voláteis. 

As características adequadas de uma amostra para ser analisada em cromatografia gasosa é possuir estabilidade térmica e ponto de ebulição de até 300 ºC. 

Assim como as outras técnicas cromatográficas, a cromatografia gasosa possui uma fase estacionária e uma fase móvel. 

A fase estacionária é constituída de partículas sólidas ou líquido sobre sólido, enquanto a fase móvel é composta por um gás, chamado “gás de arraste”, que deve ter alto grau de pureza, além de não interagir com a amostra. 

Os gases podem ser argônio, hélio, hidrogênio e nitrogênio, sendo o hélio e o nitrogênio os gases mais utilizados. 

Quais as colunas usadas para a cromatografia gasosa?

A coluna cromatográfica é o instrumento mais importante, a qual permanece em um forno termostaticamente controlado. 

Existem dois principais tipos de colunas utilizados em cromatografia gasosa: as colunas recheadas (chamadas também de empacotadas) e as colunas capilares e são diferenciais de acordo com seu diâmetro, comprimento e material. 

  • As colunas recheadas ou empacotadas são normalmente feitas de aço inoxidável ou cobre, possuindo diâmetros de 3 – 6 mm e comprimento de 0,5 – 5 m. As fases estacionárias utilizadas nesse tipo de coluna podem ser partículas de sólidos ou líquidos sobre sólido.
  • As colunas capilares são usualmente produzidas de material metálico, possuindo diâmetros que variam de 0,1 – 0,5 mm e tamanho de 5 – 100 m. As colunas capilares são as mais utilizadas nas análises cromatográficas devido a fornecer uma melhor resolução de separação. A fase estacionária utilizada nas colunas capilares é do tipo líquido sobre sólido. 

Nas duas colunas cromatográficas, quando se utiliza fase estacionária composta por partículas de líquido sobre sólido, o líquido deve ter alto ponto de ebulição. 

Ainda a fase estacionária pode ser polar, por exemplo quando se utiliza polifenóis; apolar, utilizando hidrocarbonetos saturados ou intermediária, quando a fase estacionária é composta por cetonas e ácidos carboxílicos.

Além disso, nas colunas capilares dois tipos são utilizados: colunas capilares com paredes recobertas (WCOT) na qual a fase estacionária é ligada de forma direta a parede do tubo; e colunas capilares com suporte recoberto (SCOT) onde há uma camada de suporte sólido que está depositada a parede interna do tubo e recoberta com a fase estacionária.

Escolhendo a coluna cromatográfica

Como citado acima, até alguns anos atrás as colunas capilares só funcionavam com fase estacionárias líquidas, no entanto, hoje é possível a obtenção de colunas abertas tubulares com camada porosa (PLOT), onde uma camada bastante fina de adsorvente sólido é colocada homogeneamente na parede interna da coluna. 

Contudo, a estabilidade mecânica desse tipo de coluna não é tão boa quando comparada com as colunas capilares que possuem fases líquidas, sendo necessários muito mais cuidados ao utilizá-las.

O tamanho da coluna

O tamanho da coluna possui certa influência na separação cromatográfica, uma vez que, quanto maior a coluna maior será resolução entre os picos cromatográficos, no entanto o tempo de eluição aumenta de forma proporcional, consequentemente, gerando um maior custo a análise, visto que a utilização de mais gás de arraste será necessário. 

De forma geral, as colunas que possuem tamanho de 25 m fornecem resultados adequados com excelentes resoluções, no entanto, colunas menores como de 10 m podem ser usadas para fornecer separações rápidas, desde que as substâncias analisadas sejam consideradas relativamente simples. 

Inclusive, quando estamos necessitando separar compostos em amostras mais complexas, a alternativa contrária pode ser a solução, utilizando-se colunas mais longas que 25 m.  

Ainda, como em colunas capilares a fase estacionária é encontrada na forma de um filme fino, a espessura desse filme pode influenciar na escolha da coluna a ser utilizada. 

Filmes menores que 0,2 mm são preferivelmente requisitados em análises de compostos de alto peso molecular e ponto de ebulição; enquanto, filmes que possuem espessuras maiores que 0,5 mm são escolhidos em amostras de compostos bastante voláteis. 

O aumento na espessura do filme, aumenta proporcionalmente a temperatura de ebulição do soluto, fazendo com que colunas menores sejam a primeira escolha.

Outro parâmetro a ser avaliado ao escolher a coluna cromatográfica para a cromatografia gasosa é o seu diâmetro. 

A utilização de colunas que possuem o diâmetro de 0,1mm, possibilita obter resultados de resolução muito altas, no entanto podem proporcionar e apresentar algumas desvantagens. 

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